Defining the Retention Times of 209 PCB Congeners Using GCxGC-TOFMS

Význam tématu

Polychlorované bifenyly (PCB) patří mezi perzistentní organické znečišťující látky s karcinogenními účinky a potenciálem způsobovat poškození jater. Jejich izomery (209 kongenerů) mají velmi podobné fyzikálně-chemické vlastnosti, což značně ztěžuje jejich úplné oddělení a identifikaci.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo definovat primární (tr') a sekundární (tr'') retenční časy všech 209 PCB kongenerů pomocí GCxGC-TOFMS a vytvořit uživatelskou knihovnu pro podporu identifikace, se zaměřením na kritické páry kongenerů, které jsou nejnáročnější na rozlišení.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza byla provedena na sestavě:

• Agilent 6890 GC
• LECO Pegasus 4D TOFMS
• Primární kolona: 40 m × 0,18 mm i.d., 0,18 µm RTX-PCB
• Sekundární kolona: 1 m × 0,10 mm i.d., 0,10 µm RTX-17
• Přenosová linka a inlet při 280 °C, modulátor s offsetem 25 °C, perioda 4 s
• Helium jako nosné plyny, konstantní tok 1,2 mL/min
• Teplotní program: 70 °C (0,5 min), do 150 °C (10 °C/min), 250 °C (1 °C/min), 275 °C (4 °C/min, 15 min)
• Spektrální rozsah m/z 45–550, rychlost 100 spekter/s

Hlavní výsledky a diskuse

Byly zaznamenány tr' a tr'' pro všechny kongenery. S rostoucím počtem atomů Cl se zvyšovala retenční doba v obou dimenzích, avšak regiony se čtyřmi až šesti chlory se překrývaly. Z 15 kritických párů se stejnou tr' odhalila omezená schopnost knihovny identifikovat správný kongener na základě hmotnostních spekter; nejvyšší shoda se pohybovala kolem 650–850. Pomocí výpočtu poměru iontů (Ion Ratio) u vybraného páru 43/69 se podařilo zvýšit podobnost a dosáhnout správné identifikace. Rozšířená studie 63 párů oddělených jednou až dvěma modulačními periodami potvrdila obtížnost obousměrné identifikace bez podpory doplňujících parametrů.

Přínosy a praktické využití metody

Komplexní dvourozměrná GCxGC-TOFMS umožňuje přesné stanovení retenčních časů a selekci malého počtu kandidátů pro každý kongener. Tato metoda zvyšuje spolehlivost identifikace PCB v environmentálních vzorcích a pro QA/QC v laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj zahrnuje rozšíření uživatelských knihoven s integrovanými retenčními indexy, implementaci pokročilých algoritmů pro automatizovanou dekonvoluci a využití strojového učení pro zlepšení selektivity. Potenciální aplikace zahrnují rychlé screenovací testy v životním prostředí, sledování kontaminace a rozšíření metodiky na další skupiny perzistentních organických látek.

Závěr

Studie úspěšně stanovila primární a sekundární retenční časy pro 209 PCB kongenerů a ukázala, že kombinace dvourozměrných retentionních dat a výpočtu poměru iontů významně zvyšuje přesnost identifikace kritických párů kongenerů.

Reference

1. Safe, S. Polychlorované bifenyly (PCBs) a polybromované bifenyly (PBBs): biochemie, toxicita a mechanismy účinku. Critical Reviews in Toxicology, 1984, 13(4), 319–395.